Difusão e lei de Fick
- Conceito
- Prioridade para provas: média
As moléculas passam de onde há mais para onde há menos; a lei de Fick diz com que rapidez.
Também chamado: Lei de Fick, Coeficiente de permeabilidade
O que é
Difusão é o movimento efetivo de moléculas a favor de seu gradiente de concentração, impulsionado apenas pela agitação térmica. A lei de Fick resume o que determina a velocidade: aumenta com o gradiente, a área e a lipossolubilidade, e diminui com a espessura da barreira e o tamanho molecular. A mesma lei rege a troca gasosa no pulmão, na placenta e nos tecidos.
Dados-chave
- A difusão funciona em distâncias curtas (mícrons); as maiores exigem fluxo de massa (sangue, ventilação).
- O tempo de difusão cresce com o quadrado da distância: o dobro da distância leva cerca de quatro vezes mais tempo.
- O coeficiente de permeabilidade agrupa lipossolubilidade, coeficiente de difusão e espessura: P = D × K / Δx.
- Em um capilar pulmonar normal, a hemácia se equilibra com o O₂ alveolar no primeiro terço de seu trânsito; há reserva.
Equações
- J
- fluxo efetivo
- P
- coeficiente de permeabilidade
- A
- área
- C1 − C2
- diferença de concentração
P = D × K / Δx, sendo K = coeficiente de partição (lipossolubilidade) e Δx = espessura.
- A
- área
- T
- espessura
- D
- ∝ solubilidade / √peso molecular
- P1 − P2
- diferença de pressão parcial
A base da capacidade de difusão pulmonar (DLCO).
O que altera a velocidade de difusão
| Fator | Efeito | Exemplo clínico |
|---|---|---|
| Diferença de concentração ou de pressão | Gradiente maior, mais fluxo | O oxigênio suplementar eleva a PO₂ alveolar |
| Área | Mais área, mais fluxo | Enfisema: perda de paredes alveolares |
| Espessura da barreira | Mais espessa, menos fluxo | Fibrose pulmonar, edema intersticial |
| Lipossolubilidade | Mais solúvel, mais fluxo | O₂, CO₂ e anestésicos atravessam a bicamada |
| Tamanho molecular | Maior, menos fluxo | As proteínas não atravessam; a água sim (também pelas aquaporinas) |
Correlação clínica
- Fibrose pulmonar: a barreira espessada reduz a DLCO; a dessaturação aparece primeiro no exercício, quando as hemácias passam mais rápido.
- Enfisema: menor área de troca e DLCO baixa; na asma pura, a DLCO costuma ser normal.
- Altitude (Bogotá, ≈2600 m): a PO₂ alveolar é menor e o gradiente de difusão também; uma doença pulmonar leve se manifesta mais cedo que ao nível do mar.
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Pense na resposta e toque na pergunta para vê-la.
Por que a saturação cai ao caminhar, mas não em repouso, na fibrose pulmonar?
Em repouso há tempo suficiente para o equilíbrio apesar da barreira espessa; no exercício, o débito cardíaco aumenta, as hemácias passam mais rápido e a difusão não chega a se completar.
Se o O₂ e o CO₂ têm pesos semelhantes, por que o CO₂ se difunde cerca de 20 vezes mais rápido?
É muito mais solúvel na água e nos tecidos; na lei de Fick, o coeficiente de difusão depende sobretudo da solubilidade.
O que acontece com o fluxo se a espessura dobra e a área cai à metade?
Cai para um quarto: o fluxo é proporcional à área e inversamente proporcional à espessura.
Por que a difusão basta dentro de uma célula, mas não para levar O₂ do pulmão ao pé?
O tempo de difusão cresce com o quadrado da distância: mícrons levam milissegundos; metros levariam anos. Por isso existe a circulação.
Conexões
Conteúdo educacional de fisiologia; não é um guia de diagnóstico nem de tratamento e não substitui a orientação de um profissional de saúde. Os valores são referências aproximadas. Não inclui doses.
Fontes: Physiology, Membrane (StatPearls (NCBI Bookshelf), 2023).
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